RAII не является панацеей, но если вы его еще не использовали, то вы, скорее всего, найдете немало возможностей для его применения. Еще одним хорошим примером является блокировка. При использовании RAII для управления блокировками ресурсов, таких как потоки, объекты пулов, сетевые соединения и т.п., этот подход позволяет создавать более надежный код меньшего размера. На самом деле именно так многопоточная библиотека Boost реализует блокировки, делая программирование пользовательской части более простым. За обсуждением библиотеки Boost Threads обратитесь к главе 12.
8.4. Автоматическое добавление новых экземпляров класса в контейнер
Проблема
Требуется хранить все экземпляры класса в едином контейнере, не требуя
от пользователей класса выполнения каких-либо специальных операций.
Решение
Включите в класс статический член, являющийся контейнером, таким как
list
, определенный в
<list>
. Добавьте в этот контейнер адрес объекта при его создании и удалите его при уничтожении. Пример 8.4 показывает, как это делается.
Пример 8.4. Отслеживание объектов
#include <iostream>
#include <list>
#include <algorithm>
using namespace std;
class MyClass {
protected:
int value_;
public:
static list<MyClass*> instances_;
MyClass(int val);
~MyClass;
static void showList;
};
list<MyClass*> MyClass::instances_;
MyClass::MyClass(int val) {
instances_.push_back(this);
value_ = val;
}
MyClass::~MyClass {
list<MyClass*>::iterator p =
find(instances_.begin, instances_.end, this);
if (p != instances_.end) instances_.erase(p);
}
void MyClass::showList {
for (list<MyClass*>::iterator p = instances_.begin;
p != instances_.end; ++p)
cout << (*p)->value_ << endl;
}
int main {
MyClass a(1);
MyClass b(10);
MyClass с(100);
MyClass::showList;
}
Пример 8.4 создаст следующий вывод.
1
10
100
Обсуждение
Подход в примере 8.4 очень прост: используйте для хранения указателей на объекты
static list
. При создании объекта его адрес добавляется в
list
; при его уничтожении он удаляется. Здесь имеется пара важных моментов.
При использовании любых членов-данных типа
static
их требуется объявлять в заголовочном файле класса и определять в файле реализации. Пример 8.4 весь находится в одном файле, так что здесь это не применимо, но помните, что переменную типа
static
требуется определять в файле реализации, а не в заголовочном файле. За объяснением причин обратитесь к рецепту 8.5.
Вы не обязаны использовать член
static
. Конечно, можно использовать глобальный объект, но тогда дизайн не будет таким «замкнутым». Более того,
вам где-то еще придется выделять память для глобального объекта, передавать его в конструктор
MyClass
и в общем случае выполнять еще целый ряд действий.
Помните, что совместное использование глобального контейнера, как в примере 8.4, не будет работать, если объекты класса
MyClass
создаются в нескольких потоках. В этом случае требуется сериализация доступа к общему объекту через мьютексы. Рецепты, относящиеся к этой и другим методикам многопоточности, приведены в главе 12.
Если требуется отслеживать все экземпляры класса, можно также использовать шаблон фабрики. В целом это будет означать, что для создания нового объекта клиентский код вместо вызова оператора new должен будет вызывать функцию. За подробностями о том, как это делается, обратитесь к рецепту 8.2.
Имеется переменная-член, у которой должен быть только один экземпляр независимо от числа создаваемых экземпляров класса. Этот тип переменных-членов обычно называется статическими членами или переменными класса — в противоположность переменным экземпляра, свои копии которых создаются для каждого объекта класса.
Решение
Объявите переменную-член с ключевым словом
static
, затем инициализируйте ее в отдельном исходном файле (но не в заголовочном файле, где она объявлена), как показано в примере 8.5.
Пример 8.5. Использование статических переменных-членов
// Static.h
class OneStatic {
public:
int getCount {return count;}
OneStatic;
protected:
static int count;
};
// Static.cpp
#include "Static.h"
int OneStatic::count = 0;
OneStatic::OneStatic {
count++;
}
// StaticMain.cpp
#include <iostream>
#include "static.h"
using namespace std;
int main {
OneStatic a;
OneStatic b;
OneStatic c;
cout << a.getCount << endl;
cout << b.getCount << endl;
cout << c.getCount << endl;
}
Обсуждение
static
— это способ C++ разрешить создание только одной копии чего-либо. Если переменную-член объявить как
static
, то будет создана только одна такая переменная вне зависимости от количества созданных объектов этого класса. Аналогично, если объявить как
static
переменную функции, она будет создана только один раз и будет хранить свое значение от одного вызова функции к другому. Однако в случае с переменными-членами, чтобы убедиться, что переменная создана правильно, требуется проделать несколько больше работы. Именно по этой причине в примере 8.5 показано три файла.